Cuộc đua siêu máy tính

Tháng 6-2016, máy tính Sunway Taihulight của Trung Quốc đã được Hội nghị Siêu máy tính Quốc tế 2016 ở Đức công nhận là siêu máy tính nhanh nhất thế giới. Siêu máy tính này có thể thực hiện 93 triệu tỷ phép tính trong một giây (petaFLOPS), được sử dụng phục vụ hoạt động sản xuất tiên tiến, dự báo thời tiết và phân tích dữ liệu lớn. Sunway Taihulight được chế tạo từ 10,5 triệu lõi xử lý, 40.960 nút mạng và chạy trên hệ điều hành Linux. 

Trước đó, hệ thống Thiên Hà 2 của Trung Quốc cũng từng được công nhận là siêu máy tính nhanh nhất thế giới. Đây là hệ thống do nhóm chuyên gia thuộc Đại học Công nghệ Quốc phòng Quốc gia (NUDT) thiết kế và phát triển. Thiên Hà 2 có thể thực hiện 33,86 (petaFLOPS) và tốc độ xử lý đỉnh cao về mặt lý thuyết là 54,9 (petaFLOPS). Hệ thống này phục vụ nhu cầu sử dụng trong nghiên cứu khoa học, bao gồm vật lý quy mô phân tử, dự báo thời tiết và xử lý tín hiệu thiên văn học. Công nghệ đằng sau siêu máy tính cũng được ứng dụng vào các mục đích quân sự như mô phỏng kiểm tra vũ khí hạt nhân và giải mã.

Tuy nhiên, với sự trở lại nhóm cường quốc về siêu máy tính của Nhật Bản, kỷ lục siêu máy tính của Trung Quốc sẽ sớm bị “qua mặt”. Bộ Kinh tế, Thương mại và Công nghiệp Nhật Bản đã chi 173 triệu USD để chế tạo một siêu máy tính có khả năng thực hiện 130 (petaFLOPS). Siêu máy tính này có tên gọi AI Bridging Cloud Infrastructure (ABCI), sẽ là giải pháp đa tác vụ hoàn hảo, đem đến nhiều lợi ích trong ngành công nghiệp xe tự lái, y học và robot. Máy tính dự kiến sẽ được cấp phép cho các công ty trong nước sử dụng. Hiện tại, siêu máy tính Oak Forest-PACS của hãng Fujitsu đang là máy tính nhanh nhất của Nhật Bản với khả năng tính toán 13,6 (petaFLOPS).

Không “chịu thua” Nhật Bản, Trung Quốc đã bắt đầu phát triển hệ thống siêu máy tính có khả năng thực hiện hơn một tỷ tỷ phép tính mỗi giây. Hệ thống siêu máy tính này đang được Trung tâm nghiên cứu kỹ thuật và công nghệ máy tính song song (NRCPC) chế tạo và dự kiến lắp đặt tại Trung tâm siêu máy tính quốc gia ở Tế Nam, Sơn Đông, Trung Quốc. Siêu máy tính có thể trợ giúp nhiều nhiệm vụ như thăm dò dầu mỏ, sản xuất thiết bị cao cấp, y khoa và thiết kế đồ họa. Trung Quốc đang tiến hành ba dự án phát triển siêu máy tính riêng rẽ do NRCPC, Đại học Công nghệ Quốc phòng và Công ty Sugon Information Industry phụ trách.

Nước Mỹ, một cường quốc máy tính, tất nhiên cũng không đứng ngoài cuộc đua siêu máy tính. Từ năm 2013, sau khi được các nhà khoa học máy tính Mỹ nâng cấp, siêu máy tính Sequoia do IBM chế tạo, đã nhanh chóng thiết lập kỷ lục mới với 504 tỷ phép tính/giây, tương đương với khoảng một triệu máy tính để bàn. Cùng thời điểm đó, các kỹ sư tại Đại học Xtan-phót (Stanford), thiết lập kỷ lục mới trong lĩnh vực khoa học máy tính bằng cách điều hành siêu máy tính với hơn 1 triệu lõi.

Chiếc siêu máy tính đầu tiên được ra đời vào đầu những năm 60 của thế kỷ trước tại Trường Đại học Man-chét-tơ (Manchester), Anh. Hiệu năng của chiếc siêu máy tính này không bằng một chiếc máy tính để bàn ở thời điểm hiện tại. Hơn 5 thập kỷ qua, hiệu năng của siêu máy tính đã được tính bằng tiêu chuẩn petaFLOPS. Tuy nhiên, nếu xét về khả năng tổng thể của não người thì cho tới hiện nay chưa có cỗ máy nào có thể so sánh được. Mặc dù các nhà khoa học có thể tạo ra một số thuật toán chuyên dụng cho máy tính, như đánh cờ thắng con người, nhưng nếu so sánh toàn bộ khả năng bộ não người thì thậm chí những chiếc siêu máy tính vẫn còn kém xa. Con người có những khả năng hết sức đặc biệt như nhận diện cấu trúc, khả năng ngôn ngữ và suy nghĩ sáng tạo. Trong khi chỉ xét riêng vấn đề nhận diện cấu trúc, dù có tiến bộ đến mấy nhưng cho tới hiện nay thì thuật toán máy tính vẫn chưa thể so sánh được với trẻ con. Điển hình như vấn đề nhận diện khuôn mặt. Con người có thể dễ dàng ghi nhớ, nhận diện khuôn mặt của người khác ngay cả khi bị tóc che khuất, có đeo khẩu trang... Trong khi, máy tính gần như không thể thực hiện các tác vụ với cấp độ như con người. Do đó, có thể máy tính sẽ nhanh hơn con người trong các tác vụ đơn giản từng bước một đã được lập trình sẵn. Con người lại mạnh hơn máy tính ở những tác vụ không thể đơn giản hóa thành từng bước nhỏ được. Mặt khác, máy tính chỉ có thể làm những chuyện đã được lập trình sẵn, không thể tự dựa trên những cái đã có để tạo thành cái mới. Đồng thời, con người có thể tạo ra các dữ liệu giả định từ những điều chưa xảy ra, trong khi điều này là không thể ở máy tính. Tất cả những tác vụ như cảm xúc, giác quan, học hỏi, ghi nhớ, phân tích, suy đoán... đều được con người thực hiện theo thời gian thực. Do đó, so với não bộ con người, máy tính vẫn chỉ là một cỗ máy.

NGỌC MỸ (theo Xinhua và Reuters)